【第143号】「コプロセッサ」と「アクセラレータ」

GPGPUでHPCにおけるアクセラレータ技術は花が咲きましたが、さて今後はどうなっていくのでしょうか？これまでのアクセラレータ技術を振り返ってみたいと思います。元々、初期のCPUは浮動小数点演算の性能向上のために、FPUのコプロセッサを搭載したチップで高速化を図っていました。ところが、CPUの性能の向上と共にCPUの中に収納されてきたのです。そして今アクセラレータとして、再び外部の演算装置で高速化しようという時代がやってきました。

「コプロセッサ」と「アクセラレータ」という表現では、大きな違いがあります。「コプロセッサ」はCPUの補助装置であり、昔の定義に従えば、CPUの命令が拡張された形式で「コプロセッサ」は取り扱うことができます。反して「アクセラレータ」は、CPUの特定の演算を高速化する装置ですので、特にどのような形式でCPUと接続されるかは定義されていません。

この定義から現在のGPGPUは「アクセラレータ」ではあるけれど、「コプロセッサ」ではないということになります。現在のGPGPUでは、ユーザが別のプログラムを記述しなくてはならないからです。ですが、利用者の視点から考えればやはり「コプロセッサ」であった方が、使い勝手がまだいいはずです。その指向で考えられたのが、インテル社のMICアーキテクチャ「knights corner」でしょう。ただ、これもどのような使い勝手になるかはまだわかりません。

まだまだどう転ぶかわからない状況ですが、コンピュータの歴史から言えることは、いずれ同様の機能はCPUの中に入ってくるということでしょう。それがもしかするとバートン・スミスが提唱したMTA（マルチスレッドアーキテクチャ）のCPUかもしれません。